微生物および生化学技術ジャーナル

概要

内生ストレプトマイセス属 ESRAA-301097によるキシラナーゼ生産の改善に向けた固体発酵および浸出プロセスパラメータの最適化

メルヴァト MA エル・ゲンディとアハメド MA エル・ボンドクリー

薬用植物（Cympobogon proximus、Anethum graveolens、Artemisia judaica、Corchorus olitorius）の微生物内生菌の探索プログラムにおいて、Cympobogon proximus 由来の内生菌株 Streptomyces sp. ESRAA-301097 が、高キシラナーゼ生産菌であることが判明しました。SSF 下でのキシラナーゼ生産の基質サポートとして、現地で入手可能なさまざまな農産業残留物をスクリーニングしたところ、小麦ふすま（WB）の混合物が示されました。サトウキビバガス（SCB）とトウモロコシの芯（CC）を0.5:1:1の比率で混合したものは、ESRAA-301097キシラナーゼ生成を誘導する効率的な誘導剤であり、3、4、4日間の培養後、個々のWB、SCB、またはCC（1167、1241、または1404 Ugds-1）と比較して、発酵の4日目に最高の酵素生産性（2364 Ugds-1）を示した。温度30〜40°C、pH 7.0、接種レベル107胞子gds-1、初期水分含有量80〜85％、基質粒子サイズ800μmなどの物理的プロセスパラメータを最適化した後、キシラナーゼ生成は3819 Ugds-1に増加した。窒素源として大豆とコーンスティープ固形物の混合物を使用することで、酵素生産が全体で 23.96 % 増加しましたが、炭素または金属の補給では増強は得られませんでした。キシラナーゼの収量は Tween 20 の添加により 5709.2 Ugds-1 にまで増加しましたが、SDS によりその生産は 750.29 Ugds-1 に抑制されました。発酵固体混合物からキシラナーゼ (6312.45 Ugds-1) を効果的に抽出するための最適化された浸出パラメータは、浸出剤として 0.2% Tween 80 を含むクエン酸緩衝液 (0.1 M、pH 4.0)、抽出剤容量 1:8 - 1:10 (w/v)、浸漬時間 120 分、浸出 pH 4、浸出温度 50°C、150 rpm で撹拌することであることがわかりました。 Streptomyces sp. ESRAA-301097 の全体的な精製レベルは 44.61 倍、キシラナーゼ回収率は 32.52% で、比活性は 493.48 Umg-1 でした。精製された酵素は SDS-PAGE で単一のタンパク質バンドを示し、分子量が約 31.5 kDa の酵素のモノマー性を示しています。さらに、システインプロテアーゼ (1, 10-フェナントロリンおよびジチオトレイトール)、メタロプロテアーゼ (EDTA および EGTA)、およびチオプロテアーゼ (ヨードアセトアミドおよび p-クロロ水銀安息香酸) の阻害剤はキシラナーゼ活性にほとんど影響を及ぼさなかったのに対し、セリンプロテアーゼ阻害剤 (PMSF) はキシラナーゼ活性を著しく低下させました。